Bakteriofagi, znani tudi kot fagi, so skupina virusov, ki lahko okužijo in se razmnožujejo znotraj bakterijskih celic in ki, ko odidejo, spodbujajo njihovo uničenje, zato je to razlog za študij, da bi razvili nove strategije za boj proti okužbam večodporni.
Bakteriofagi so prisotni v več okoljih in jih je mogoče izolirati iz vode, zemlje, živilskih izdelkov in celo drugih mikroorganizmov. Čeprav je lahko prisoten tudi v telesu, predvsem v koži, ustni votlini, pljučih in sečnem in prebavnem sistemu, bakteriofagi ne povzročajo bolezni ali sprememb v človeškem telesu, saj imajo prednost pred prokariontskimi celicami, torej manj celic razvila, kot so bakterije.
Poleg tega so sposobni spodbuditi imunski odziv telesa, tako da ne morejo delovati na mikroorganizme, ki so odgovorni za pravilno delovanje organizma, tako imenovani mikrobiom ali mikrobioto, poleg tega, da imajo visoko specifičnost glede na svojega gostitelja, torej patogeni mikroorganizem.. Tako bakterije, ki so del mikrobioma, ne uničijo zaradi pozitivnega odnosa med bakteriofagi in imunskim sistemom.
Značilnosti bakteriofaga
Bakteriofagi so virusi, ki jih lahko najdemo v različnih okoljih, vključno s človeškim telesom, vendar ne povzročajo sprememb ali bolezni, saj nimajo posebnosti za prokariotske celice, ki so celice, ki sestavljajo telo. Druge značilnosti bakteriofaga so:
- Oblikujejo jih kapsidi, ki so tvorjeni z beljakovinami, katerih funkcija je zaščita genetskega materiala bakteriofaga; Lahko imajo različne vrste genskega materiala, kot so dvo verižna DNK, enojna veriga DNK ali RNA; kar zadeva njihovo gensko sestavo, lahko bakteriofage ločimo tudi po zgradbi kapsida, ne morejo se razmnoževati zunaj gostitelja, torej morajo biti v stiku z bakterijsko celico, da pride do razmnoževanja, zato so lahko tudi znani kot "bakterijski paraziti", imajo visoko specifičnost za gostitelja, to so bakterijske celice.
Razvrstitev bakteriofagov še vedno preučujemo, nekatere lastnosti pa so lahko koristne za razlikovanje in razvrščanje bakteriofagov, kot so vrsta genskega materiala, morfologija, genske značilnosti in fizikalno-kemijske značilnosti.
Kako se zgodi litski in lizogeni cikel
Litični in lizogeni cikli se nanašajo na vedenje bakteriofagov, kadar so v stiku z bakterijsko celico. Litični cikel je tisti, v katerem se po vbrizganju genskega materiala bakteriofaga v bakterijsko celico zgodi razmnoževanje in tvorba novih bakteriofagov, ki ob odhodu uničijo bakterijsko celico. Po drugi strani je v lizogenem ciklu genetski material bakteriofaga vgrajen v bakterijo, vendar lahko ta proces predstavlja le utišanje bakterij virusov virusence, poleg tega pa je reverzibilen proces.
Bakteriofagi imajo lahko samo en ali oba cikla. Na splošno se litski cikel odvija na naslednji način:
- Adsorpcija: bakteriofag se prek membranskih receptorjev prilepi na membrano občutljive bakterijske celice; Vstop ali penetracija: genetski material bakteriofaga vstopi v bakterijsko celico; Razmnoževanje: ta genetski material usklajuje sintezo beljakovin in drugih molekul DNK, če gre za bakteriofag DNA; Sestavljanje: tvorijo se novi bakteriofagi in replicirana DNK se pakira s pomočjo sintetiziranih beljakovin, kar povzroči kapsid; Lize: tvorjen bakteriofag zapusti bakterijsko celico, kar spodbuja njegovo uničenje.
Po drugi strani se lizogeni cikel zgodi na naslednji način:
- Adsorpcija: bakteriofag adsorbira na bakterijsko membrano; Vnos: genetski material bakteriofaga vstopi v bakterijsko celico; Integracija: prihaja do povezovanja genskega materiala bakteriofaga z bakterijo, ki postaja znana kot profago; Delitev: rekombinirani material, profago, delimo glede na delitev bakterij.
Profagus ni aktiven, to pomeni, da njegovi geni niso izraženi in zato ne povzročijo negativnih sprememb bakterij in je popolnoma reverzibilen proces.
Kaj je fazna terapija
Fagijska terapija, znana tudi kot fazna terapija, je vrsta zdravljenja, ki uporablja bakteriofage za boj proti bakterijskim okužbam, zlasti tistim, ki jih povzročajo multi-odporni mikroorganizmi. Ta vrsta zdravljenja je varna, saj bakteriofagi delujejo le proti patogenim bakterijam in tako ohranjajo človekovo normalno mikrobioto.
Čeprav so tovrstno terapijo opisovali že leta, šele zdaj dobivajo pomembnost v literaturi zaradi povečanja števila bakterij, ki se ne odzivajo na konvencionalno zdravljenje z antibiotiki.
Kljub temu da je fago terapija kljub ugodni tehniki, ima nekatere omejitve. Vsaka vrsta bakteriofaga je specifična za določeno bakterijo, zato teh fagov ni bilo mogoče izolirano uporabiti za boj proti okužbam, ki jih povzročajo različni mikroorganizmi, v tem primeru pa bi lahko oblikovali "fagov koktajl" glede na mikroorganizme, ki so bili identificirani kot odgovorni za okužbo. Poleg tega lahko bakteriofagi, predvsem zaradi lizogenega cikla, spodbujajo prenos genov za odpornost na bakterijo, zaradi česar zdravljenje ni učinkovito.
